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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP Frequenzspektrum -> Bytearray


Autor: Thomas (Gast)
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Moin,

wenn man etwas über digitale Filter liest, dann wird immer nur von 
irgendwelchen Frequenzspektren gesprochen und man sieht lustige 
Integrale mit komplexen e-Funktionen.

Wenn ich jetzt wirklich digital Filtern möchte, dann habe ich ja nur ein 
FIFO in den ich meine diskreten Zahlenwerte/Messwerte einlese. Das 
Einlesen eventuell noch in einer festen Abtastrate/Frequenz.

Gibt es irgendwo Quellen die den Schritt von den ganzen lustigen 
Krakeleien (die komischen Diagramme die immer bei Filtern dabei stehen) 
und den ganzen Integralen hin zu einfachen Bytearrays, wie ich sie in 
einer Anwendung dann auch vorfinde, erklären?
Wenn ich was über Filter lese, dann versteh ich für gewöhnlich absolut 
kein Wort. Dabei ist sowas wie ein Median garnicht kompliziert und ein 
Barlett Fenster sieht auch nicht grad nach einem Hexenwerk aus.

Autor: Peter (Gast)
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Hi,

Naja es ist nicht wirklich klar was du meinst ... es kommt natürlich 
immer darauf an was du genau willst -> wenn du die Materie der digitalen 
Filter verstehen willst dann brauchst du Signalverarbeitung d.h ein 
Verständnis für Faltung (was bedeutet diese im Frequenzbereich), was ist 
ein Frequenzgang, was ist der Phasengang und wie hängt dieser mit der 
Gruppenlaufzeit zusammen.

Du hast natürlich recht das eigentlich ein digitales Filter nichts 
anderes macht (z.b jetzt ein FIR) als eine Summe aus gewichteten 
aktuellen und späteren zu bilden ... aber wie willst du dieses Filter 
designen-> d.h welche späteren Werte sind relevant und mit welcher 
Gewichtung damit du z.b einen Tiefpass mit Grenzfrequenz bei f=1000 Hz 
erhälst ?

z.B FIR- Filterdesign mit Matlab (numerisches Programm):

Geg.:
Wie gesagt dir fehlt der Zusammenhang zwischen den Werten die du dir 
wünschst -> Grenzfrequenz, Dämpfung des Filters ect.

-> nach Wahl eines Filtertyps (d.h Enripple etc.) gibts du die 
Filtereigenschaften ein: z.b Grenzfrequenz und daraus werden die 
Filterkoeffizienten ermittelt <--- das sind genau die Gewichtungen für 
die Werte im Zeitbereich.

Ich kann nur sagen das du praktisch keine Ahnung von Filterdesign haben 
musst d.h wie du zu den Filterkoeffzienten kommst das einzige was du 
brauchst ist ein Verständnis was diese Filterkoeffzienten bedeuten bzw. 
wie sie mit dem Frequenzgang, Impulsantwort, Gruppenlaufzeit 
zusammenhängen also versuch mal diese Begriffe zu verstehn nur mal am 
Beispiel eines FIR - Filters.

lg Peter

Autor: Thomas (Gast)
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Peter schrieb:
> Naja es ist nicht wirklich klar was du meinst ... es kommt natürlich
> immer darauf an was du genau willst -> wenn du die Materie der digitalen
> Filter verstehen willst dann brauchst du Signalverarbeitung d.h ein
> Verständnis für Faltung (was bedeutet diese im Frequenzbereich), was ist
> ein Frequenzgang, was ist der Phasengang und wie hängt dieser mit der
> Gruppenlaufzeit zusammen.

Ich möchte ein kleines Grundverständnis zu digitalen Filtern.

Peter schrieb:
> Du hast natürlich recht das eigentlich ein digitales Filter nichts
> anderes macht (z.b jetzt ein FIR) als eine Summe aus gewichteten
> aktuellen und späteren zu bilden ... aber wie willst du dieses Filter
> designen-> d.h welche späteren Werte sind relevant und mit welcher
> Gewichtung damit du z.b einen Tiefpass mit Grenzfrequenz bei f=1000 Hz
> erhälst ?

Grenzfrequenz? Da hört es bei mir schon wieder auf. Nicht alles was man 
filtert hat auch eine Frequenz, zumindest sehe ich diese nicht. Wenn ich 
einfach nur Daten bekomme welche z.B. Bewegungen, Beschleunigungen, 
Korrelation oder was auch imemr repräsentieren, was soll ich dann mit 
irgendwelche (für nicht Elektroniker) wirrschen Frequenzsachen?

Autor: Peter K. (peter26)
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Thomas schrieb:
> Grenzfrequenz? Da hört es bei mir schon wieder auf. Nicht alles was man
> filtert hat auch eine Frequenz, zumindest sehe ich diese nicht. Wenn ich
> einfach nur Daten bekomme welche z.B. Bewegungen, Beschleunigungen,
> Korrelation oder was auch imemr repräsentieren, was soll ich dann mit
> irgendwelche (für nicht Elektroniker) wirrschen Frequenzsachen?
Hi,

Naja ganz kann ich dir nicht recht geben, eigentlich hast du immer 
irgendwo ein Frequenz -> man kann ja auch z.b eine Gleichspannung als 
Signal mit Frequenz 0 betrachten. Naja du musst dir vl grundsätzlich 
überlegen was Frequenz überhaupt heisst -> das bezieht sich ja auf eine 
Schwingung egal welcher Natur (mechanische, elektrisch, akustische etc.) 
d.h Frequenz sagt eigentlich nur aus wie oft eine Schwingung in einer 
gewissen Zeit ihre Richtung ändert. Netzspannung wechselt z.b 50ig mal 
in der Sekunde ihrer Richtung.

Generell kann ich hier nur sagen du musst natürlich schon wissen welcher 
Art das Signal ist ... ein Korrelationssignal (ob Autokorrelation oder 
Kreuz) ist kein normales Zeitsignal -> damit kann hier auch nicht 
einfach drauflost filtern.


Ich versuche einmal ein zusammenhängendes Beispiel zu generiern:

Also sagen wir, man hat eine schwingende Platte vor sich ... diese 
schwingt mit einer bestimmten Frequenz/Geschwindigkeit (einfach 
angenommen, im Normalfall werden es mehrere Frequenz sein also eine 
Zusammensetzung), setzte ich auf diese Platte einen 
Beschleunigungs-Schwingungsnsensor dann bekomme ich eben genau mein 
elektrisches Signal das der Beschleunigung der Platte entspricht -> 
diese kann ich dann mit einem digitalen Filter bearbeiten falls nötig.

Man könnte sogar auch noch die akustische Domaine einbauen indem man 
sagt die Platte ist eine Lautsprechermembran die Schall mit einer 
bestimmen Frequenz abstrahlt. Du hast also eigentlich immer Frequenz in 
den Signalen ,auch wenn sie nicht gerade elektrisch vorhanden sind dazu 
gibts dann die jeweiligen Wandler (wie ein Mikrofon z.b).

Ich hoffe damit wird dir das ein wenig klarer.

lg Peter

Autor: Thomas (Gast)
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Wenn ich solche Signale hätte, dann wäre es ja OK. Wenn ich jetzt nur 
irgendwelche Informationen einlese, welche aber auch Störanfälligkeiten 
aufweisen und welche ich daher filtern muss, wo ist da dann er 
Zusammenhang mit dem Frequenzzeugs? Also ich meine ich hab irgendeine 
art Blackbox. dort wird wohl aus irgendwelchen Signalen etwas berechnet. 
Die Ergebnisse der Berechnungen werden auf Anfrage ausgegeben. Somit 
erhalte ich doch nur ein Strom von Werten, in denen ich keinen 
Zusammenhang mit irgendwelchen Frequenzgedöns sehe.

Autor: Peter K. (peter26)
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Thomas schrieb:
> Wenn ich jetzt nur irgendwelche Informationen einlese

Hi,

Gern geschehen ... da haben wir das Problem ... wenn ich keine Ahung 
habe womit ich herum hantierte dann macht natürlich keinerlei 
Informationsverarbeitung ... irgendwelche Stöhrungen, irgendwelche 
Signale und irgendwelche Berechnungen mit dem "Frequenzgedöns" (wie du 
so schön schreibst) -> wennn du keine Ahnung hast mit was du es 
überhaupt zu tun hast ... warum brauchst dann ein digitales Filter ?

lg Peter

Autor: Thomas (Gast)
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Ich bekomme Werte und ich weiss auch wie ich diese Werte interpretieren 
muss. Also ich weiss welche Informationen dahinter stecken. Das wars 
aber auch schon.

Autor: Gerhard (Gast)
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Die Abhängigkeit zur Frequenz wird doch schon durch die Abtastfrequenz 
eingebracht. Selbst wenn du ein an und für sich konstantes Signal messen 
willst, dieses aber durch ein Restwelligkeit der Netzspannung 
verunreinigt ist kannst du entweder über einen größeren Bereich mitteln 
oder ein Bandsperre Filter für 50 (oder 100 Hz) auslegen und deine 
Messwerte durch dieses Filter jagen.

Die Auslegung der Bandsperre ist dann sowohl abhängig von Steilheit, ... 
des Filters aber auch von der Frequenz, mit der die Daten gesampelt 
sind. Wenn du Daten in deinem FIFO stehen hast, die nicht periodisch 
gesampelt wurden macht Filtern keinen Sinn!

Gerhard

Autor: Seppl (Gast)
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Thomas schrieb:
> ich weiss auch wie ich diese Werte interpretieren muss ...

Du schreibst vorhin ... irgendwelche Werte ... gehts um Kaffeebohnen ? 
willst dir Kaffee brühen mit einem digitalen Filter ?

Autor: Thomas (Gast)
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Interessiert es einen Filter denn ob es sich um Positionen, 
Geschwindigkeiten, Beschleunigungen oder so handelt?

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